一种集成电路封装结构和方法技术

本发明专利技术涉及一种集成电路封装结构和方法，该方法包括：形成多个分离的芯片组，在第一载体衬底上设置一芯片组，接着形成第一金属柱和第二金属柱，接着形成第一塑封树脂层，并对所述第一塑封树脂层进行第一固化处理，在所述第一塑封树脂层上形成第一重分布层，并在所述第一重分布层上设置另一芯片组，接着形成第三金属柱和第四金属柱，接着形成第二塑封树脂层，并对所述第二塑封树脂层进行第二固化处理，在所述第二塑封树脂层上形成第二重分布层，接着在所述第二重新布线层上形成导电焊球，接着去除所述第一载体衬底，以暴露所述第二金属柱。其中，其中所述第一、第三金属柱用于传导第一半导体芯片产生的热量，所述第二、第四金属柱用于电连接。用于电连接。用于电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种集成电路封装结构和方法


[0001]本专利技术涉及半导体封装领域，特别是涉及一种集成电路封装结构和方法。

技术介绍

[0002]从半导体发展趋势和微电子产品系统层面来看，先进封测环节将扮演越来越重要的角色。如何把环环相扣的芯片技术链系统整合到一起，才是未来发展的重心。有了先进封装技术，与芯片设计和制造紧密配合，半导体世界将会开创一片新天地。由于集成电路技术按照摩尔定律飞速发展，封装技术跟随发展。高性能芯片需要高性能封装技术。进入2010年后，中道封装技术出现，例如晶圆级封装(WLP，Wafer Level Package)、硅通孔技术(TSV，Through Silicon Via)、2.5D Interposer、3DIC、Fan
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Out等技术的产业化，极大地提升了先进封装技术水平。
[0003]当前主流的先进封装技术平台，包括Flip
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Chip、WLCSP、Fan
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Out、Embedded IC、3D WLCSP、3D IC、2.5D interposer等7个重要技术。其中绝大部分和晶圆级封装技术相关。支撑这些平台技术的主要工艺包括微凸点、再布线、植球、C2W、W2W、拆键合、TSV工艺等。先进封装技术本身不断创新发展，以应对更加复杂的三维集成需求。当前，高密度TSV技/Fan
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Out扇出技术由于其灵活、高密度、适于系统集成，而成为目前先进封装的核心技术。
[0004]上述各封装工艺中均会涉及塑封工艺以及对塑封层进行后固化的热处理工艺，而常规的固化工艺容易导致硅悬空键的产生，进而造成集成电路的稳定性降低，现有技术中通过在含有氢气的气氛中进行固化处理以消除硅悬空键，通过研究发现现有的固化处理工艺无法有效消除硅悬空键，如何进一步优化固化处理工艺，以有效消除硅悬空键，这引起了相关技术人员的高度关注。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种集成电路封装结构和方法。
[0006]一方面，本专利技术提出的一种形成集成电路封装结构的方法，包括以下步骤。
[0007]步骤(1)，提供一第一半导体晶圆，所述第一半导体晶圆包括多个呈矩阵排列的第一半导体芯片。
[0008]步骤(2)，接着在每个所述第一半导体芯片上键合两个或更多个第二半导体芯片，其中，所述第二半导体芯片包括功能区和TSV结构。
[0009]步骤(3)，接着对所述第二半导体芯片进行减薄处理以暴露所述TSV结构，接着在所述第一半导体芯片的上表面以及所述第二半导体芯片的侧表面和上表面沉积保护层。
[0010]步骤(4)，接着对所述第一半导体晶圆进行切割处理以形成多个分离的芯片组。
[0011]步骤(5)，接着在所述第二半导体芯片的TSV结构上形成导电焊垫。
[0012]步骤(6)，接着提供第一载体衬底，在所述第一载体衬底上设置一个所述芯片组。
[0013]步骤(7)，接着在所述第一载体衬底上设置第一图案化掩膜，所述第一图案化掩膜包括第一开口和第二开口，所述第一开口暴露所述第一半导体芯片的上表面的一部分，所
述第二开口暴露所述第一载体衬底的上表面的一部分。
[0014]步骤(8)，接着在所述第一开口中形成第一金属柱，在所述第二开口中形成第二金属柱，其中所述第一金属柱用于传导第一半导体芯片产生的热量，所述第二金属柱用于电连接，接着去除所述第一图案化掩膜。
[0015]步骤(9)，接着在所述第一载体衬底上设置第一塑封树脂层，所述第一塑封树脂层包裹所述第一半导体芯片、所述第二半导体芯片、所述第一金属柱和所述第二金属柱。
[0016]步骤(10)，接着对所述第一塑封树脂层进行第一固化处理。
[0017]步骤(11)，接着对第一塑封树脂层进行减薄处理，以暴露所述第一金属柱、所述第二金属柱和所述导电焊垫，接着在所述第一塑封树脂层上形成第一重分布层，所述导电焊垫和所述第二金属柱均与所述第一重分布层电连接，且所述第一金属柱不与所述第一重分布层电连接。
[0018]步骤(12)，接着在所述第一重分布层上设置另一个所述芯片组。
[0019]步骤(13)，接着在所述第一重分布层上设置第二图案化掩膜，所述第二图案化掩膜包括第三开口和第四开口，所述第三开口暴露所述第一半导体芯片的上表面的一部分，所述第四开口暴露所述第一重分布层的上表面的一部分。
[0020]步骤(14)，接着在所述第三开口中形成第三金属柱，在所述第四开口中形成第四金属柱，其中所述第三金属柱用于传导第一半导体芯片产生的热量，所述第四金属柱用于电连接所述第一重分布层，接着去除所述第二图案化掩膜。
[0021]步骤(15)，接着在所述第一重分布层上设置第二塑封树脂层，所述第二塑封树脂层包裹所述第一半导体芯片、所述第二半导体芯片、所述第三金属柱和所述第四金属柱。
[0022]步骤(16)，接着对所述第二塑封树脂层进行第二固化处理。
[0023]步骤(17)，接着对第二塑封树脂层进行减薄处理，以暴露所述第三金属柱、所述第四金属柱和所述导电焊垫，接着在所述第二塑封树脂层上形成第二重分布层，所述导电焊垫和所述第四金属柱均与所述第二重分布层电连接，且所述第三金属柱不与所述第二重分布层电连接，接着在所述第二重新布线层上形成导电焊球，接着去除所述第一载体衬底，以暴露所述第二金属柱。
[0024]根据本专利技术的一个实施方式，所述第一固化处理的具体工艺为：置于一密封环境中，在通入氧气的流量为500sccm～800sccm的条件下热处理3
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5分钟，接着逐渐增加氧气的流量至2500sccm～3000sccm，然后热处理10
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15分钟，接着将该密封环境中的氧气排出，接着通入氢气的流量为100sccm
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200sccm的条件下热处理10
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15分钟，接着逐渐增加氢气的流量至1000sccm～2000sccm，然后热处理60
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150分钟，接着逐渐降低氢气的流量至200sccm
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300sccm，然后热处理20
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50分钟。
[0025]根据本专利技术的一个实施方式，所述第二固化处理的具体工艺为：置于一密封环境中，在通入氧气的流量为30sccm～60sccm的条件下热处理3
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8分钟，接着逐渐增加氧气的流量至120sccm～200sccm，然后热处理10
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20分钟，接着将该密封环境中的氧气排出，接着通入氢气的流量为200sccm
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500sccm的条件下热处理10
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20分钟，接着逐渐增加氢气的流量至2000sccm～3000sccm，然后热处理50
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120分钟，接着逐渐降低氢气的流量至500sccm
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800sccm，然后热处理40
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60分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种形成集成电路封装结构的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)提供一第一半导体晶圆，所述第一半导体晶圆包括多个呈矩阵排列的第一半导体芯片；(2)接着在每个所述第一半导体芯片上键合两个或更多个第二半导体芯片，其中，所述第二半导体芯片包括功能区和TSV结构；(3)接着对所述第二半导体芯片进行减薄处理以暴露所述TSV结构，接着在所述第一半导体芯片的上表面以及所述第二半导体芯片的侧表面和上表面沉积保护层；(4)接着对所述第一半导体晶圆进行切割处理以形成多个分离的芯片组；(5)接着在所述第二半导体芯片的TSV结构上形成导电焊垫；(6)接着提供第一载体衬底，在所述第一载体衬底上设置一个所述芯片组；(7)接着在所述第一载体衬底上设置第一图案化掩膜，所述第一图案化掩膜包括第一开口和第二开口，所述第一开口暴露所述第一半导体芯片的上表面的一部分，所述第二开口暴露所述第一载体衬底的上表面的一部分；(8)接着在所述第一开口中形成第一金属柱，在所述第二开口中形成第二金属柱，其中所述第一金属柱用于传导第一半导体芯片产生的热量，所述第二金属柱用于电连接，接着去除所述第一图案化掩膜；(9)接着在所述第一载体衬底上设置第一塑封树脂层，所述第一塑封树脂层包裹所述第一半导体芯片、所述第二半导体芯片、所述第一金属柱和所述第二金属柱；(10)接着对所述第一塑封树脂层进行第一固化处理；(11)接着对第一塑封树脂层进行减薄处理，以暴露所述第一金属柱、所述第二金属柱和所述导电焊垫，接着在所述第一塑封树脂层上形成第一重分布层，所述导电焊垫和所述第二金属柱均与所述第一重分布层电连接，且所述第一金属柱不与所述第一重分布层电连接；(12)接着在所述第一重分布层上设置另一个所述芯片组；(13)接着在所述第一重分布层上设置第二图案化掩膜，所述第二图案化掩膜包括第三开口和第四开口，所述第三开口暴露所述第一半导体芯片的上表面的一部分，所述第四开口暴露所述第一重分布层的上表面的一部分；(14)接着在所述第三开口中形成第三金属柱，在所述第四开口中形成第四金属柱，其中所述第三金属柱用于传导第一半导体芯片产生的热量，所述第四金属柱用于电连接所述第一重分布层，接着去除所述第二图案化掩膜；(15)接着在所述第一重分布层上设置第二塑封树脂层，所述第二塑封树脂层包裹所述第一半导体芯片、所述第二半导体芯片、所述第三金属柱和所述第四金属柱；(16)接着对所述第二塑封树脂层进行第二固化处理；(17)接着对第二塑封树脂层进行减薄处理，以暴露所述第三金属柱、所述第四金属柱和所述导电焊垫，接着在所述第二塑封树脂层上形成第二重分布层，所述导电焊垫和所述第四金属柱均与所述第二重分布层电连接，且所述第三金属柱不与所述第二重分布层电连接，接着在所述第二重新布线层上形成导电焊球，接着去除所述第一载体衬底，以暴露所述第二金属柱。2.根据权利要求1所述的形成集成电路封装结构的方法，其特征在于：所述第一固化处
理的具体工艺为：置于一密封环境中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德瑞，
申请(专利权)人：山东傲天环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：